本實(shí)用新型主要涉及3D打印機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種輕型龍門(mén)的大型3D打印機(jī)結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

3D打印機(jī)即快速成型技術(shù)的一種機(jī)器，其是一種數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，運(yùn)用粉末金屬或塑料等可粘合材料，通過(guò)逐層打印的方式來(lái)構(gòu)造物體的技術(shù)，現(xiàn)有技術(shù)的三維打印機(jī)主要分為熔融沉積成型(FDM)，選擇性激光燒結(jié)(SLS)，立體平版印刷(SLA)和數(shù)字光處理(DLP)。

現(xiàn)有技術(shù)的基于FDM的三維打印機(jī)在使用過(guò)常中會(huì)遇到不足，比如現(xiàn)有大型3D打印機(jī)以龍門(mén)式結(jié)構(gòu)居多，龍門(mén)式的結(jié)構(gòu)大多采用雙Z的結(jié)構(gòu)，雙Z的結(jié)構(gòu)存在一個(gè)缺陷，就是2個(gè)Z軸不平行，這樣打印出來(lái)工件會(huì)出現(xiàn)一頭高一頭低的缺陷；另外還有一個(gè)問(wèn)題就是龍門(mén)的式的結(jié)構(gòu)大多過(guò)于復(fù)雜，結(jié)構(gòu)過(guò)于笨重，在運(yùn)行時(shí)比較累贅，導(dǎo)致了整個(gè)龍門(mén)移動(dòng)的時(shí)候不夠快，而且還會(huì)出現(xiàn)晃動(dòng)，特別是在急停的時(shí)候，有個(gè)慣性突然的往前沖，這樣導(dǎo)致運(yùn)行精度不準(zhǔn)確，打印出來(lái)的模型也自然不準(zhǔn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決目前技術(shù)的不足，本實(shí)用新型結(jié)合現(xiàn)有技術(shù)，從實(shí)際應(yīng)用出發(fā)，提供一種輕型龍門(mén)的大型3D打印機(jī)結(jié)構(gòu)，本3D打印機(jī)在Z軸方向上采用單個(gè)絲杠作用于X軸模組正中間，不僅簡(jiǎn)化了機(jī)構(gòu)，而且絲桿受力均勻，同時(shí)本龍門(mén)式打印機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)行穩(wěn)定，可保證模型的精確打印。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下：

一種輕型龍門(mén)的大型3D打印機(jī)結(jié)構(gòu)，包括X軸模組、Y軸模組和Z軸模組，所述Z軸模組包括龍門(mén)式框架和Z軸升降機(jī)構(gòu)，Z軸升降機(jī)構(gòu)包括安裝在龍門(mén)式框架中心位置的Z軸電機(jī)和絲桿，所述X軸模組安裝在Z軸模組的龍門(mén)式框架上，所述絲桿連接X(jué)軸模組正中間，且可帶動(dòng)X軸模組在龍門(mén)式框架上升降運(yùn)動(dòng)，所述X軸模組上安裝可沿X軸移動(dòng)的擠出機(jī)，所述Y軸模組設(shè)置在龍門(mén)式框架底部，Y軸模組上設(shè)有工作平臺(tái)，龍門(mén)式框架與Y軸模組滑動(dòng)配合。

所述X軸模組包括X軸型材、X軸電機(jī)和X軸導(dǎo)軌，所述X軸電機(jī)和X軸導(dǎo)軌固定在X軸型材上，所述擠出機(jī)安裝在X軸導(dǎo)軌上，X軸電機(jī)通過(guò)皮帶傳動(dòng)帶動(dòng)擠出機(jī)在X軸導(dǎo)軌上移動(dòng)。

所述Y軸模組包括Y軸型材、Y軸電機(jī)和Y軸導(dǎo)軌，所述Y軸電機(jī)、Y軸導(dǎo)軌和工作平臺(tái)均固定在Y軸型材上，Y軸電機(jī)通過(guò)皮帶傳動(dòng)帶動(dòng)Z軸模組在Y軸導(dǎo)軌上移動(dòng)。

所述Y軸型材上沿Y軸方向依次設(shè)有兩個(gè)傳動(dòng)軸，其中一個(gè)傳動(dòng)軸連接Y軸電機(jī)，兩個(gè)傳動(dòng)軸兩側(cè)均設(shè)有Y軸帶輪，位于同一側(cè)的兩個(gè)Y軸帶輪之間通過(guò)Y軸皮帶連接，Z軸模組的龍門(mén)式框架與Y軸皮帶固定連接。

所述Z軸模組的龍門(mén)式框架兩側(cè)的立柱上均設(shè)有Z軸導(dǎo)軌，所述X軸模組兩端與Z軸導(dǎo)軌滑動(dòng)配合。

所述Z軸電機(jī)固定在龍門(mén)式框架頂部的橫向連接柱上。

所述擠出機(jī)包括固定座，所述固定座下方設(shè)有鋁塊，所述鋁塊內(nèi)設(shè)有喉管，所述喉管連接噴嘴，喉管上套有彈簧，鋁塊上還設(shè)有位置傳感器，所述喉管與工作平臺(tái)接觸時(shí)，彈簧受力壓縮，并將信號(hào)通過(guò)鋁塊傳遞至位置傳感器。

本實(shí)用新型的有益效果：

1、本實(shí)用新型的Z軸采用單個(gè)絲桿作用于X軸模組正中間，相比傳統(tǒng)的龍門(mén)式打印機(jī)結(jié)構(gòu)不僅簡(jiǎn)化了機(jī)構(gòu)，而且絲桿受力均衡，使得Z軸左右更加平衡，運(yùn)行更加穩(wěn)定，避免了打印出來(lái)工件會(huì)出現(xiàn)一頭高一頭低的缺陷。

2、本實(shí)用新型X軸、Y軸均采用皮帶傳動(dòng)方式，不僅滿(mǎn)足原理要求，同時(shí)保證了打印機(jī)打印過(guò)程中的穩(wěn)定性，使得運(yùn)動(dòng)速度更加輕快，打印精度更高。

3、本實(shí)用新型整體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可節(jié)約安裝材料，不但節(jié)能更能節(jié)約成本，滿(mǎn)足了客戶(hù)普及的需求。

4、本實(shí)用新型的擠出機(jī)配合三軸模組結(jié)構(gòu)具有自動(dòng)調(diào)平功能，在打印時(shí)通過(guò)位置傳感器檢測(cè)的數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)補(bǔ)償，可大大提高工件的打印精度。

附圖說(shuō)明

附圖1為本實(shí)用新型總體結(jié)構(gòu)示意圖；

附圖2為本實(shí)用新型X軸模組爆炸圖；

附圖3為本實(shí)用新型Y軸模組爆炸圖；

附圖4為本實(shí)用新型X軸模組和Z軸模組組合結(jié)構(gòu)圖；

附圖5為本實(shí)用新型擠出機(jī)結(jié)構(gòu)爆炸圖。

附圖中所示標(biāo)號(hào)：1、擠出機(jī)；11、噴嘴；12、喉管；13、彈簧；14、鋁塊；15、固定座；16、位置傳感器；2、X軸模組；21、固定塊；22、X軸皮帶；23、X軸導(dǎo)軌；24、X軸型材；25、X軸電機(jī)；3、Z軸模組；31、絲桿；32、Z軸電機(jī)；33、龍門(mén)式框架；34、Z軸導(dǎo)軌；4、Y軸模組；41、工作平臺(tái)；42、Y軸電機(jī)；43、傳動(dòng)軸；44、Y軸帶輪；45、Y軸皮帶；46、Y軸導(dǎo)軌；47、Y軸型材。

具體實(shí)施方式

結(jié)合附圖和具體實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說(shuō)明本實(shí)用新型而不用于限制本實(shí)用新型的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本實(shí)用新型講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)本實(shí)用新型作各種改動(dòng)或修改，這些等價(jià)形式同樣落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求書(shū)所限定的范圍。

如附圖1所示，一種輕型龍門(mén)的大型3D打印機(jī)結(jié)構(gòu)，包括X軸模組2、Y軸模組4和Z軸模組3，所述Z軸模組3包括龍門(mén)式框架33和Z軸升降機(jī)構(gòu)，Z軸升降機(jī)構(gòu)包括安裝在龍門(mén)式框架33中心位置的Z軸電機(jī)32和絲桿31，所述X軸模組2安裝在Z軸模組3的龍門(mén)式框架33上，所述絲桿31連接X(jué)軸模組2正中間，帶動(dòng)X軸模組2在龍門(mén)式框架33上升降運(yùn)動(dòng)，所述X軸模組2上安裝可沿X軸移動(dòng)的擠出機(jī)1，所述Y軸模組4設(shè)置在龍門(mén)式框架33底部，Y軸模組4上設(shè)有工作平臺(tái)41，龍門(mén)式框架33與Y軸模組4滑動(dòng)配合。

本實(shí)用新型的X軸模組2、Y軸模組4和Z軸模組3用于控制擠出機(jī)1在X軸、Y軸和Z軸方向上的運(yùn)動(dòng)，Z軸模組3采用龍門(mén)式框架結(jié)構(gòu)，通過(guò)在龍門(mén)式框架33的中心位置設(shè)置一個(gè)Z軸電機(jī)32和絲杠31，使絲杠31的一端連接X(jué)軸模組2的正中心，通過(guò)電機(jī)32驅(qū)動(dòng)絲杠31轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)擠出機(jī)1升降，相比傳統(tǒng)的雙Z軸結(jié)構(gòu)，本結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單明了，絲杠31受力均勻，使得Z軸左右更加平衡，運(yùn)動(dòng)更加穩(wěn)定。

本實(shí)用新型的X軸模組2上通過(guò)皮帶傳動(dòng)帶動(dòng)擠出機(jī)1在X軸上移動(dòng)，Y軸模組4上通過(guò)皮帶傳動(dòng)帶動(dòng)擠出機(jī)1在Y軸上移動(dòng)，采用皮帶傳送方式，不僅滿(mǎn)足原理要求，使機(jī)構(gòu)看上去更加直觀(guān)明了，同時(shí)時(shí)打印機(jī)打印過(guò)程中即穩(wěn)定又穩(wěn)健，運(yùn)動(dòng)速度更加輕快。

如附圖2、3、4所示，本實(shí)用新型的X軸模組2、Y軸模組4和Z軸模組的具體結(jié)構(gòu)如下：X軸模組2包括X軸型材24、X軸電機(jī)25和X軸導(dǎo)軌23， X軸電機(jī)25和X軸導(dǎo)軌23固定在X軸型材24上，擠出機(jī)1安裝在X軸導(dǎo)軌23上，X軸電機(jī)25通過(guò)皮帶傳動(dòng)帶動(dòng)擠出機(jī)1在X軸導(dǎo)軌23上移動(dòng)；Y軸模組4包括Y軸型材47、Y軸電機(jī)42和Y軸導(dǎo)軌46，Y軸電機(jī)42、Y軸導(dǎo)軌46和工作平臺(tái)41均固定在Y軸型材47上，Y軸電機(jī)42通過(guò)皮帶傳動(dòng)帶動(dòng)Z軸模組3在Y軸導(dǎo)軌46上移動(dòng)；Y軸型材47上沿Y軸方向依次設(shè)有兩個(gè)傳動(dòng)軸43，其中一個(gè)傳動(dòng)軸43連接Y軸電機(jī)，兩個(gè)傳動(dòng)軸43兩側(cè)均設(shè)有Y軸帶輪44，位于同一側(cè)的兩個(gè)Y軸帶輪44之間通過(guò)Y軸皮帶45連接，Z軸模組3的龍門(mén)式框架33與Y軸皮帶45固定連接；Z軸模組3的龍門(mén)式框架33兩側(cè)的立柱上均設(shè)有Z軸導(dǎo)軌34，X軸模組2兩端與Z軸導(dǎo)軌34滑動(dòng)配合；Z軸電機(jī)32固定在龍門(mén)式框架33頂部的橫向連接柱上。X軸型材24、Y軸型材47和龍門(mén)式框架33全部采用鋁型材搭建，使得本是實(shí)用新型機(jī)構(gòu)較輕，裝配方便，X軸型材24兩端分別連接一個(gè)固定塊21，該固定塊21用于與Z軸導(dǎo)軌34連接，X軸電機(jī)25通過(guò)電機(jī)固定架固定在X軸型材24上，X軸電機(jī)25驅(qū)動(dòng)X軸皮帶22運(yùn)動(dòng)，X軸皮帶22與擠出機(jī)1固定連接，X軸皮帶22帶動(dòng)擠出機(jī)1沿X軸導(dǎo)軌23運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)擠出機(jī)在X向的運(yùn)動(dòng)；龍門(mén)式框架33兩側(cè)的立柱分別固定在Y軸型材47兩側(cè)的Y軸導(dǎo)軌46上，Y軸電機(jī)42通過(guò)皮帶傳動(dòng)帶動(dòng)龍門(mén)式框架33沿Y軸導(dǎo)軌46運(yùn)動(dòng)，其工作原理與X軸模組相同。

如附圖5所示，本實(shí)用新型的擠出機(jī)1包括固定座15，固定座15下方設(shè)有鋁塊14，鋁塊14內(nèi)設(shè)有喉管12，喉管12連接噴嘴11，喉管12上套有彈簧13，鋁塊14上還設(shè)有位置傳感器16，喉管12與工作平臺(tái)41接觸時(shí)，彈簧13受力壓縮，并將信號(hào)通過(guò)鋁塊14傳遞至位置傳感器16。本實(shí)用新型的擠出機(jī)1具有自動(dòng)調(diào)平功能，其工作原理如下：當(dāng)機(jī)器在調(diào)平過(guò)程中，Z軸電機(jī)32會(huì)驅(qū)動(dòng)擠出機(jī)1上的噴嘴11下降一定高度，然后繼續(xù)下降并與工作平臺(tái)41基礎(chǔ)，為了 防止出現(xiàn)硬性碰撞，當(dāng)噴嘴11在接近工作平臺(tái)41時(shí)，下降的速度會(huì)編的非常緩慢，直至噴嘴11與工作平臺(tái)41接觸瞬間，彈簧13受力壓縮，并通過(guò)鋁塊14將信號(hào)傳遞給位置傳感器16，位置傳感器16記住這點(diǎn)的信號(hào)并判斷出工作平臺(tái)41與噴嘴11之間的距離，接著同樣的方法測(cè)出其余一些點(diǎn)噴嘴11與工作平臺(tái)41的距離，在打印時(shí)，位置傳感器16通過(guò)Z軸電機(jī)32控制噴嘴11的高度對(duì)測(cè)量的幾點(diǎn)位置距離做出相應(yīng)的補(bǔ)償。本擠出機(jī)機(jī)構(gòu)通過(guò)設(shè)置好噴嘴與工作平臺(tái)每點(diǎn)的距離為一個(gè)固定值，通過(guò)本打印機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)平補(bǔ)償，可大大增加加工件的精度。

本輕型龍門(mén)式3D打印機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，Z軸方向采用單個(gè)絲杠驅(qū)動(dòng)，使Z軸左右更加平衡，運(yùn)行更加穩(wěn)定，同時(shí)本龍門(mén)式打印機(jī)運(yùn)動(dòng)靈活、穩(wěn)定，整體結(jié)構(gòu)節(jié)約了安裝材料，不但節(jié)能更加降低了成本。